Die Koregulation von Renin und LIMP-2 in JG-Zellen: Evidenz für den lysosomalen Charakter von Reninvesikeln

URN zum Zitieren dieses Dokuments:: urn:nbn:de:bvb:355-epub-310848
DOI zum Zitieren dieses Dokuments:: 10.5283/epub.31084

Schmid, Johannes Theodor Carlo

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Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 08 Jan 2015 16:15

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Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	8 Januar 2015
Begutachter (Erstgutachter):	Prof. Dr. Frank Schweda
Tag der Prüfung:	10 November 2014
Institutionen:	Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Physiologie > Prof. Dr. Frank Schweda
Stichwörter / Keywords:	renin, LIMP-2, kidney, blood pressure, lysosome
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Dokumenten-ID:	31084

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Zusammenfassung (Deutsch)

Zusammenfassung (Deutsch)

Das Enzym Renin ist das Schlüsselprotein zur Regulation des Blutdrucks und des Wasserhaushalts im Körper. Es wird in Vesikelform auf zwei verschiedenen Wegen aus juxtaglomerulären Zellen der Niere freigesetzt und unterliegt dabei einer Reihe lokaler und systemischer Kontroll- und Einflussfaktoren. Es ist bekannt, dass Reninvesikel lysosomale Eigenschaften besitzen und das Ziel dieser Arbeit war es, eine mögliche Rolle des lysosomalen Membranproteins LIMP-2 bei der Reninbildung und –freisetzung zu analysieren, sowie seine Lokalisierung in der Niere zu charakterisieren. Weiterhin wurde der Einfluss von LIMP-2 auf die Regulation des systolischen Blutdrucks untersucht.
Mittels Immunhistochemie wurde LIMP-2 eindeutig und nahezu ausschließlich in JG-Zellen lokalisiert. Nach Stimulation von Renin kolokalisierte LIMP-2 mit Renin in reninbildenden Zellen. Die Signale der beiden Proteine sind gekoppelt und verhalten sich nach Stimulation ähnlich. Real time PCR Experimente bestätigten diesen Befund: Die Expression der mRNA für Renin und LIMP-2 war unter Stimulation signifikant erhöht. Bei LIMP-2 knock out Mäusen konnte hingegen immunhistochemisch kein vermindertes Reninsignal festgestellt werden.
In weiteren Versuchen wurde die Reninproduktion von LIMP-2 knock out und Wildtyp Mäusen in vivo verglichen. Nach Analyse der Plasmareninkonzentration, der Renin mRNA Expression und des renalen Reningehalts waren keine signifikanten Unterschiede zwischen diesen Mausgruppen erkennbar, weder unter Basalbedingungen noch während Reninstimulation (durch Isoproterenol, ACE-Hemmung durch Enalaprilgabe, sowie Niedrigsalzdiät). Auch beim Vergleich des systolischen Blutdrucks von knock out und Wildtyp-Mäusen ließen sich keine Unterschiede feststellen. Diesen in vivo Befunden entsprechen in vitro Messungen der Reninfreisetzung an isoliert perfundierten Nieren unter Ausschluss systemischer Einflüsse. Auch hier konnte bei LIMP-2 knock out Mäusen keine veränderte Plasmareninkonzentration gemessen werden. Darüber hinaus konnte mittels Elektronenmikroskopie gezeigt werden, dass sich die Reninvesikel in juxtaglomerulären Zellen von knock out und Wildtypmäusen in Größe und Anzahl nicht unterscheiden, so dass sich neben den oben genannten negativen funktionellen Ergebnissen auch morphologisch kein Anhalt für einen essenziellen Einfluss von LIMP-2 auf die Vesikelbildung, bzw. den intrazellulären Renintransport ergibt.
Insgesamt ließ sich mit den genannten Methoden kein erkennbarer Einfluss von LIMP-2 auf das Reninsystem und damit auf die Blutdruckregulation nachweisen. Zwar werden LIMP-2 und Renin unter Stimulation gleichermaßen reguliert, LIMP-2 übt allerdings keinen signifikanten Effekt auf die Plasmakonzentration von Renin und Prorenin aus. Die deutliche Koexpression von LIMP-2 und Renin liefert weitere Hinweise dafür, dass Reninvesikel lysosomaler Natur sind.

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

Renin is the key enzyme for the regulation of blood pressure and water homeostasis of humans. It is secreted by vesicles on two different pathways from juxtaglomerular cells in the kidney and is thereby influenced and controlled by local and systemic factors. It is known that renin vesicles have a lysosomal character and in this study we analyzed a possible role of the lysosomal membrane protein LIMP-2 for renin formation and secretion and we localized LIMP-2 in the kidney. Furthermore, we analyzed the influence of LIMP-2 on the systolic blood pressure.
Using immunochemistry, we could detect a strong expression of LIMP-2 almost exclusively in juxtaglomerular cells. Both, renin and LIMP-2 were co-localized in renin producing cells after renin stimulation. These findings could be affirmed by real time PCR: mRNA expression of renin and LIMP-2 were significantly raised up by renin stimulation. However, LIMP-2 knockout mice did not show a lower renin signal by immunochemistry.
Furthermore, we compared renin production of LIMP-2 wildtype with knockout mice in vivo. There were no significant differences in plasma renin concentration, renin mRNA expression and renal renin content between these two groups, neither under basal conditions nor after renin stimulation (by isoproterenol, ACE inhibition by enalapril and low salt diet). Moreover, we could not detect any differences in blood pressure of LIMP-2 knockout and wildtype mice. Under in vitro conditions using the model of isolated perfused kidneys we obtained the same results: There were no differences in plasma renin concentration between LIMP-2 knockout and wildtype mice. In addition, we could show by electron microscopy of juxtaglomerular cells, that there were no differences in size and number of renin vesicles in LIMP-2 knockout mice.
Altogether, using the methods named above, we could not detect any obvious influence of LIMP-2 on the renin system and the regulation of blood pressure. Indeed, LIMP-2 and renin are both regulated similarly under conditions of stimulation. However, LIMP-2 does not influence plasma renin concentration neither of renin nor prorenin in a significant matter. The distinct co-expression of LIMP-2 and renin provides further evidence for the lysosomal nature of renin vesicles.

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